据能源圈了解到，

摘要：随着能源绿色低碳转型，传统电力系统“源随荷动”运行模式已无法满足电力系统当前电源端清洁化、终端电力消费电气化、电网智能化的转型趋势。电网需求峰谷差逐渐扩大，高峰用电时刻电力供应局部紧张情况不时出现。亟需通过市场化手段，挖掘负荷侧调节能力，经济灵活地应对发用电实时平衡问题。基于对苏州虚拟电厂试点项目的调研结果，总结当前苏州市空调资源参与电力市场中面临的关键制约因素，提出推动苏州空调领域虚拟电厂实现常态化运营的建议，以期推动虚拟电厂更好地适应新型电力系统建设要求，助力虚拟电厂在苏州的可持续发展目标。

关键词：虚拟电厂；空调负荷；发展瓶颈；路径建议

“双碳”背景下，中国正深入推进能源绿色低碳转型，电力来源清洁化和终端能源消费电气化的趋势明显，对电网造成巨大冲击，加强电力负荷管理、挖掘需求侧调峰潜力已成为构建新型电力系统的迫切任务[1]。在通信和控制技术加持下，虚拟电厂聚合潜力巨大但分散的需求侧灵活资源参与电力系统优化运行，使其可观、可测、可控，是一种在不增加额外的基础设施下促进新能源消纳、保障电网稳定运行、稳定现货价格的电力保供方案，对构建以新能源为主体的新型电力系统，推动我国能源绿色转型和“双碳”目标实现具有重要意义[2-4]。

尽管虚拟电厂概念备受关注且相关政策频出，但其建设进展却相对缓慢。目前，仅有少数省份如山西、广东、河北等开展了虚拟电厂的试点建设，且总容量有限。其中，大部分试点主要通过邀约方式参与政策性需求响应，盈利主要依赖政府补贴[5]。仅有少数地区的虚拟电厂间歇性地参与调峰辅助服务市场，但交易频次、规模和价格难以支撑项目运营的可持续性。目前关于虚拟电厂常态化运营的研究不多，本研究以新型电力系统对灵活性资源的实际需求为导向，提出了常态化运营的概念。本文定义虚拟电厂常态化运营是指在电力市场建成以后，通过智能化管理和市场化运作，对内与用户保持紧密的互动与协同，实现对空调、电车等海量分散的灵活性资源的实时调度，整体具备类似实体电厂的响应规模和响应能力；对外能够在电力市场中和常规电源同台竞争，常态化参与电力现货市场、辅助服务市场及相关增值服务获得收益。

基于此，本文以苏州虚拟电厂的试点项目为研究案例，分析当前苏州市空调资源参与电力市场中面临的关键制约因素，进一步提出推动苏州空调领域虚拟电厂实现常态化运营的发展建议，希望通过本文的研究能够为各地推动虚拟电厂的常态化运营提供参考。

一、苏州虚拟电厂建设现状

（一）苏州虚拟电厂建设背景

受益于经济和社会的快速发展，苏州电力消费水平持续提升。受气候变化以及居民生活水平提高等影响，苏州空调负荷成为电力需求增长的重要驱动因素。近五年来，苏州市最高用电负荷保持年均增速7.59%的快速增长，截至2022年苏州市最高用电负荷达到2877万千瓦[6]。同时期，苏州发电装机仅保持2.3%的缓慢增长，截至2022年发电总装机仅2573万千瓦[7]，如图1所示。作为大受端电网，苏州大量用电依靠区外来电，在极端天气下，存在一定的电力保供风险。

图1 苏州电力供需情况

（二）苏州虚拟电厂运营情况

目前，苏州市部分区域已陆续开展虚拟电厂项目的试点建设，建设主体呈现出多元化的特点，包括地方供电公司与能源企业合作建设模式、地方政府主导建设模式，以及售电公司自主建设模式。在资源类型上，项目涵盖了分布式光伏、储能、空调、充电桩、5G基站、企业生产负荷等多种资源。从功能角度看，苏州虚拟电厂主要为大电网提供削峰填谷服务，并有助于缓解局部配电网的重过载问题。收益来源方面，部分项目尚待进一步明确，如表1所示。

表1 苏州虚拟电厂项目运营情况

二、苏州虚拟电厂实现常态化运营存在的问题

苏州空调资源距离常态化参与电力市场运行当前主要面临技术、政策和市场三方面的制约。技术方面，空调资源响应不确定性高且数字化基础较薄弱，影响了项目对终端资源的聚合调控能力，导致虚拟电厂整体对外特性较差。此外，平台交易能力不足也制约了项目的经济效益。政策监管方面，主要体现在顶层设计有待进一步完善，仍面临包括发展方向不明确、监管机制和技术标准规范缺失等问题，制约了其发展进程。市场方面，受到量价的制约，有限的市场空间难以有效支撑虚拟电厂常态化运营。

（一）空调资源响应不确定性高

为保障电网安全运行和电力可靠供应，电网在运营中会优先调度一些可靠性较高的资源参与电力保供，然而现阶段空调资源被聚合参与虚拟电厂的响应能力在规模、速度和可靠性等指标上，距离电网期望的随调随用的技术要求还存在一定的差距。一是虚拟电厂对空调负荷资源的潜力分析不足。由于气象、用户行为的不确定性和数据质量、预测模型的局限性，目前苏州虚拟电厂对各类空调负荷的预测精度较低，也难以有效分析其可调潜力。二是空调负荷控制策略不够灵活。负荷控制策略作为影响可调潜力发挥的重要技术因素，当前苏州虚拟电厂多采用相对简单的控制策略，无法满足灵活应用场景下的需求。

（二）用户侧数字化基础较薄弱

用户侧设备的数字化、智能化程度作为影响可调潜力发挥的重要物理基础，苏州建筑用户的数字化进程显著低于虚拟电厂业态预期，负控基础薄弱，这使得虚拟电厂难以有效聚合各类资源。一方面，由于空调制造商和第三方服务的多样性，市场中空调的接口种类多样，直接推高了空调资源的开发与维护成本。另一方面，建筑用户对当前调控技术还相对谨慎，出于保障用户舒适性和数据安全的考虑，近期开展的空调改造主要针对空调主板层面进行了初步改造，其调控效果远不如针对底层水冷机组进行改造的效果。

（三）平台交易能力有待进一步加强

在平台层面，由于虚拟电厂一方面对接电力交易中心，另一方面对接各类资源主体，组织资源主体参与各类电力市场交易，并完成相关结算和利益分配。所以虚拟电厂对不同资源组合的定价机制的设计，是体现需求侧小微资源的规模化调节价值，提升虚拟电厂可持续盈利能力的关键。然而，当前苏州虚拟电厂的收益分配方式相对简单，主要以约定的固定比例分成来参与市场交易，缺少对市场价格、成本价格、用户行为、市场竞争等多种不确定因素的综合考量，无法有效平衡各方利益。

（四）顶层设计有待完善

作为新兴市场主体，尽管国家和地方在相关规划和政策文件中多次提及支持虚拟电厂发展，明确将虚拟电厂作为支撑新型电力系统建设的重要技术研究和发展方向。并且，基于自有资源和利益诉求，苏州相关主体也在积极开展虚拟电厂示范项目建设，并已经取得初步成效。但在其实际发展中，由于缺少针对性的政策，仍面临发展方向不明确、监管机制和技术标准规范缺失等一系列问题，制约了其发展进程。例如：功能定位和发展路线缺失，导致苏州市场主体尚未对虚拟电厂的功能定位形成统一认识，市场主体缺少明确的发展目标和投资信心；监管主体不明确，导致能源、电力、市场监管等多个部门间监管职责不清，容易出现监管空白或重复监管；监管机制不健全，对于虚拟电厂的准入、运营、交易等环节的监管机制不够完善，难以对虚拟电厂的发展进行有效的引导和约束；核心技术标准不完善，在系统架构设计、通信协议、控制策略等方面还缺乏统一的标准和规范，无法满足虚拟电厂大规模发展的需求。

表2 苏州相关主体利益诉求

（五）市场空间无法支撑产业发展

江苏当前正在持续深化电力市场改革，实现了中长期交易模式和年度、月度、月内全周期覆盖，但仍存在交易规模不足、电力价格无法有效激活市场等问题。受到量价的制约，有限的市场空间难以有效支撑虚拟电厂的市场化发展。一是交易规模不足。江苏空调资源以参与邀约需求响应和调峰辅助服务为主，由于近年来江苏加大区外来电引入，并建设了一批迎峰度夏电力保供工程，增强了江苏常规电源的供电能力，导致需求响应和辅助服务的交易频次较低，无法支撑空调资源的常态化交易。二是电力价格无法有效激活市场。一方面，价格型需求响应能力不足，我国电力市场形成的价格主要反映主干电网电力供需形势，而配电网价格信号缺失，导致空调负荷管理的经济效益不明显，虚拟电厂为支撑配电网运行的高投入价值缺乏充分价格信号进行反映。另一方面，激励型需求响应能力不足，近期修订的需求响应细则将补偿价格下调，空调资源主体参与的收益下降，难以调动建筑用户参与的积极性。

三、发展建议

随着我国电力市场建设深入推进,市场成为资源配置的主要手段,发挥企业的主导作用,持续完善市场机制，成为虚拟电厂实现常态化运营、规模化发展的关键。在项目层面，建议虚拟电厂运营商应提升空调资源响应能力，包括深入摸排空调资源潜力，为优化资源配置，提高负荷预测精度提供支撑；优化响应策略和升级基础设施，用以有效发挥空调资源潜力等。此外，积极探索商业模式，包括提升电力市场交易能力，探索多元增值服务等。在产业层面，建议政府、电网、虚拟电厂运营商、设备制造商等相关主体加强合作，从产业政策、技术规范标准、市场监管、交易机制和交易品种等方面协同推进政策和市场环境的完善。

（一）资源摸排，形成常态工作机制

为系统挖掘空调资源调控潜力、提高负荷预测精度，虚拟电厂应积极联合有关部门，深入摸排各类空调负荷资源底数，并进一步评估其实际可调资源规模。

一是摸清空调资源底数。组织开展对写字楼、商超等建筑空调用能情况的调研，搭建空调负荷资源基础数据库，并定期开展负荷资源监测和调控，做好增量数据维护。

二是评估实际可调资源。结合苏州地区建筑特性，开展针对中央空调、VRV、冰蓄冷等空调的负荷特征分析，并建立基于热力学原理的负荷模型，进一步面向削峰、填谷等应用场景，建立分钟级、小时级、日前等多时间尺度下，各类空调可调节潜力的评估模型[8]。

（二）策略优化，制定空调响应策略

为充分发挥空调资源调控潜力，建议虚拟电厂进一步优化空调响应策略，加强对空调负荷的聚合控制。

一是制定差异化空调调控方案。基于不同的建筑用户需求、空调设备特性、气象条件等约束条件，制定适用于不同应用场景和响应能力（响应容量、响应时长、响应速度）的负荷调控策略，并制作标准化操作手册，“一楼一册”地挖掘不同场景下空调资源响应能力，主要响应策略如表3所示[9]。

二是探索空调负荷聚合调控策略。考虑到项目整体对外特性，尽管同为空调负荷资源，但写字楼、酒店等公共建筑的用电特性和运行模式存在一定的差异，具备一定的时空互补性。因此需要进一步分析相同时间段内各类建筑空调负荷的聚合策略。

表3 空调负荷响应策略

（三）基础升级，打造楼宇数字底座

为提高虚拟电厂的聚合和调控能力，持续推动优质空调资源的智能化改造，打造楼宇数字底座。

一是有序开展优质空调资源的智能化改造，优化资源配置。建议虚拟电厂应根据前期各类空调资源的可调规模和调控难易程度，按照“先大后小、先易后难、一楼一案”原则，分批组织开展现场查勘，制定空调设备改造方案，有序开展各类空调资源的智能化改造，提升数据采集和智能调控能力，打造梯队化资源调度序列。

二是创新工商业园区智慧用电方式。建议政府支持工商业园区加快老旧电能表更新替换和配电设备智能化更新，建设可视化综合能源监测系统，提高用户侧数字化水平。

（四）试点先行，探索多元增值服务

为提高虚拟电厂可持续盈利能力，依托苏州丰富空调资源，完善市场条件，在试点示范项目中探索空调领域虚拟电厂的商业模式。

1.组织实施虚拟电厂精准响应，并完善价格传导机制

建议苏州市推动空调负荷资源参与江苏省辅助服务市场和负荷管理平台统一管理，提高开市频次，明确用户参与机制、设备接入要求、准入门槛、应用场景、组织模式和交易结算规则。在江苏市场化需求响应基础上，启动针对日内、实时阶段的局部性电力供应紧张问题的精准响应。在价格机制方面，加强夏冬高峰期尖峰负荷发展情况研究，进一步完善动态分时电价机制，优化时段划分，推动探索完善季节性尖峰电价和深谷电价、蓄热蓄冷电价在苏州试点示范。

2.探索虚拟电厂多元商业模式

建议苏州虚拟电厂应立足电力市场，持续提升市场交易能力，并积极探索多元增值服务，提升项目可持续盈利能力。一是立足电力市场，持续提升市场交易能力，优化资源配置。在交易能力提升方面，虚拟电厂须优化内部代理合约定价机制，以及对外的报量报价策略。一方面综合考虑用户的价格敏感度、风险偏好等因素，优化代理合约定价机制，平衡用户收益和合约约束对用户参与互动的影响，优化交易成本。另一方面，综合考虑市场竞价、调控成本、用户行为、风险溢价等复杂经济因素，探索现货市场、辅助服务市场、容量市场机制下的报量报价策略，实现成本和风险可控下的利益最大化，为成熟市场环境下虚拟电厂优化运营奠定基础。此外，根据各类空调资源调控特性和经济性，虚拟电厂还应面向削峰、填谷等应用场景，优化不同时间尺度下的内部资源配置。二是依托能源、电力大数据，鼓励虚拟电厂为用户提供综合能源、碳资产管理、碳足迹评价等能碳一体化服务，实现现行市场环境下的虚拟电厂可持续发展。

（五）创新支撑，强化技术策源能力

为支撑虚拟电厂关键技术实现突破，依托苏州产业链优势和丰富创新资源，强化技术策源能力，支持空调领域关键技术研发，推动标准建设应用。

一是支持空调领域关键技术研发。围绕可观、可测、可调、可控能力的提升，建议虚拟电厂积极联合科研机构、设备商等相关主体，开展包括基于先进感知、计量、定位的智能控制终端，基于通用大模型的空调负荷功率预测，面向资源聚合商的规模化分布式资源实时感知与协同调控系统等关键技术的研发和产业化。

二是推动空调领域标准建设应用。建议苏州市系统梳理虚拟电厂在空调智能化改造和运行过程中亟需解决的技术性需求，推动虚拟电厂技术导则、接入测试规范、效果评估规范等关键领域标准规范编制。

三是培育虚拟电厂创新发展生态。鼓励虚拟电厂、科研院所、空调制造商等主体，建立产学研协同创新组织，探索产学研协同的成果转化和利益分配模式，推动创新资源在各类组织之间有效流动，实现空调领域关键技术的突破，并向实际应用场景拓展。

（六）促进交流，推动产业互联互通

为促进虚拟电厂产业发展，建议苏州市进一步拓展各方交流渠道，营造产业发展良好环境。

一是加强政企协同，营造开放多元的产业发展环境。成立虚拟电厂管理机构，组建涵盖政府、国网、运营商等主体的工作专班，聚焦虚拟电厂落地的重点、难点问题，做好规划制定、政策落实、综合协调、工作督导等工作。鼓励开展跨行业的交流与合作会议，就虚拟电厂相关的政策、技术和市场等议题，开展广泛交流，共同推动虚拟电厂技术进步和市场拓展，提升苏州在智慧能源领域的综合竞争力。

二是做好用户宣传，增强市场对虚拟电厂的认知。联合政府、国网、运营商等相关机构，编制和发布虚拟电厂的宣传手册或视频。定期举办宣讲会、沙龙等活动并结合线上平台、公众号及时发布，积极做好虚拟电厂相关政策和应用案例的大范围宣贯，增强业主认知。